Herstellverfahren für eine Schutzabdeckung

Die Erfindung betri f ft eine Schutzabdeckung für Sensoren der Fahrzeugtechnik, die als Formteil mit von einem Kunststof f spritzgegossenen Hei zelementen und Anschlussstellen für die Hei zelemente für den Anschluss einer Stromversorgung ausgeführt ist , gemäss dem Oberbegri f f von Anspruch 1 sowie ein Herstellverfahren für eine Schutzabdeckung gemäss dem Anspruch 18 .

In der Fahrzeugtechnik werden Sensoren wie Kameras , Radar- und Lidarsensoren mit Schutzabdeckungen verwendet , die mithil fe von Hei zelementen behei zbar sind . Die Schutzabdeckungen sind hierfür als Formteile ausgeführt , in denen Hei zelemente eingebettet sind . Die Hei zelemente stellen sicher, dass bestimmte Temperaturbereiche für eine einwandfreie Funktion der Sensoren eingehalten werden .

Typischerweise werden Hei zelemente im Zuge der Herstellung von Schutzabdeckungen in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt und mit Kunststof f umspritzt bzw . hinterspritzt . Ein Bereich um die Anschlussstellen der Elektroden wird dabei von Material freigehalten, um hier Lötstellen für den Anschluss einer Stromversorgung vorzusehen . Im Zuge des Einbaus eines solchen behei zbaren Formteiles können die Anschlussstellen über Lötverbindungen mit den Kabeln einer Stromversorgung verbunden werden .

Der Einbau behei zbarer Schutzabdeckungen der bekannten Art ist somit mit Montageaufwand verbunden, zudem sind die für die Elektroden und Anschlussstellen verwendeten Materialien mitunter schlecht lötbar, wie beispielsweise silberbasierende Pasten für Silberbahnen, die auch als Silberlack bezeichnet werden . Die schlechte Lötbarkeit von Silberlacken beeinträchtigt mitunter die Kontaktierung, oder nötigt zum Verzicht auf die Verwendung Silberlacken .

Die DE 10 2019 106 865 Al of fenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststof f teiles aus einer Kunststof f-Folie oder -Platte mit zumindest einem, in dem Kunststof f teil angeordneten Hei zdraht . Um ein zur Kontaktierung des zumindest einen Hei zdrahtes bestimmtes Loch im Kunststof f teil zu vermeiden, ist der zumindest eine Hei zdraht über wenigstens eine , an einer Flachseite des Kunststof f teiles angeordnete Kontaktbuchse oder dergleichen elektrisches Verbindungselement elektrisch kontaktierbar . Dazu wird der zumindest eine , in dem Kunststof f teil angeordnete Hei zdraht in einem Kontaktierungsbereich entlackt oder dergleichen freigelegt , bevor in einem nachfolgenden Verfahrensschritt der zumindest eine Hei zdraht im freigelegten Kontaktierungsbereich mit dem elektrischen Verbindungselement elektrisch kontaktiert wird .

Nachteilig an der bekannten Lösung ist , dass zunächst das elektrische Anschlussmittel auf die Kunststof fplatte oder -Folie aufgebracht und anschließend der zumindest eine Hei zdraht mit seinem wenigstens einen freigelegten oder noch frei zulegenden Kontaktierungsbereich auf das elektrische Anschlussmittel aufgelegt werden muss , um anschliessend verlötet zu werden .

Die US 2021 / 0037610A1 of fenbart einen Karosseriebauteil mit Sensoren in der Fahrzeugtechnik, der als Formteil mit von einem Kunststof f umspritzten mehreren Heizelementen und Anschlussstellen für die mehreren Hei zelemente für den Anschluss einer Stromversorgung ausgeführt ist .

Nachteilig an der bekannten Lösung ist , dass der Formteil aus zwei Kunststof fbauteilen besteht . Der erste Bauteil umfasst eine Träger und Kontaktpins sowie Hei zelemente , und der zweite Bauteil umfasst eine Anschlussmanschette , wobei die beiden Kunststof fbauteile im Nachhinein miteinander verbunden werden .

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin mindestens einen der Nachteile des Standes zu vermeiden . Es besteht insbesondere das Ziel der Erfindung darin Kunststof f-Formteile bereitzustellen, die einfacher montierbar sind und eine bessere Kontaktierung ermöglichen .

Eine erfindungsgemässe Schutzabdeckung für Sensoren der Fahrzeugtechnik, ist als Formteil mit von einem Kunststof f spritzgegossenen mehreren Hei zelementen und Anschlussstellen für die mehreren Hei zelemente für den Anschluss einer Stromversorgung ausgeführt . Es ist zumindest ein Steckverbinder vorgesehen, der ein Kontaktierungselement sowie eine am Formteil angeformte Anschlussmanschette umfasst , wobei das Kontaktierungselement von zumindest einem Trägerelement gebildet wird, wobei das zumindest eine Trägerelement von elektrischen Kontakten gequert ist .

Der Kunststof f-Formteil weist somit einen Steckverbinder mit einem Kontaktierungselement und einer Anschlussmanschette auf , in den ein entsprechender bzw . komplementär geformter Stecker für den Anschluss einer Stromversorgung einfach eingesteckt werden kann . Das Herstellen einer Lötverbindung kann beim Einbau der Kunststof f-Formteile daher entfallen, was den Montageaufwand der erfindungsgemäßen Schutzabdeckungen erleichtert . Die Anschlussmanschette ist am Kunststof f-Formteil angeformt und wird gleichzeitig mit dem Formteil im Spritzgussprozess hergestellt . Das Formteil kann im Spritzgussverfahren mittels Umspritzen, Hinterspritzen, Anspritzen, oder andere Techniken beim Spritzgiessen hergestellt werden bzw . weitere Prozesse , bei dem die Komponenten in Kunststof f eingebettet werden, umfassen . Die elektrischen Kontakte verlaufen quer durch das zumindest eine Trägerelement , sodass diese zumindest an zwei Seiten kontaktierbar sind und eine elektrische Verbindung durch das zumindest eine Trägerelement bilden, um beispielsweise eine zuverlässige elektrische Verbindung für die Hei zelemente oder für Sensordaten durch das zumindest eine Trägerelement zu schaf fen .

Das zumindest eine Trägerelement ist bevorzugt quaderförmig ausgebildet und kann auf der Ober- und Unterseite strukturierte leitfähige Flächen besitzen, die durch zumindest eine I solationsschicht , beispielsweise ein Kunststof f , getrennt sind und nur an definierten Orten des zumindest einen Trägerelements elektrische leitfähige Verbindungen mithil fe der elektrischen Kontakten zwischen der Ober- und Unterseite ausbilden . Beispielsweise ist die Oberseite eine der Anschlussstellen abgewandte Seite und die Unterseite eine der Anschlussstellen zugewandte Seite . Das zumindest eine Trägerelement ist kompakt ausgebildet und einfach weiter verarbeitbar . Darüber hinaus ist das zumindest eine Trägerelement geeignet , um mit elektrischen Kontakten ausgestattet zu werden und bei der Herstellung der Schutzabdeckung in einem Spritzgussverfahren eine Formbeständigkeit auf zuweisen .

Insbesondere ist das zumindest eine Trägerelement als eine Platine ausgeführt , sodass das Kontaktierungselement von zumindest einer Platine gebildet wird, wobei die zumindest eine Platine von elektrischen Kontakten gequert ist . Die Platine ist in herkömmlicher Weise aus FR4 oder als flexible Platine aus Polyimid oder PET gefertigt . Alternativ sind andere Trägerelemente aus PEN, PC, PET oder Polyimid oder keramischen Substraten geeignet .

Die mehreren Hei zelemente der Formteile sind beispielsweise als flächenförmig angeordnete Hei zelemente gefertigt , die auf einer elektrisch isolierenden Trägerfolie beispielsweise aus einem Polycarbonat oder Polyethylen bzw . PET als leitende Bahnen, insbesondere Metallbahnen, wie Silberbahnen, aufgebracht sind, die beispielsweise mäanderf örmig oder kreis förmig zwischen zwei Anschlussstellen verlaufen . Die Silberbahnen können mit einer elektrisch isolierenden Schutzlackschicht abgedeckt sein . An den Anschlussstellen kann eine Stromversorgung angeschlossen werden, sodass die Silberbahnen mit Strom durchflossen werden und sich dadurch aufhei zen .

Insbesondere sind die Silberbahnen als silberbasierende Pasten ausgebildet , die auch als Silberlack bezeichnet und bei Raumtemperatur in viskoser Form mittels Siebdruck in der gewünschten Anordnung auf die Trägerfolie aufgebracht und thermisch gehärtet werden, wodurch eine kostengünstige Herstellung möglich ist . Das auf das Löten der Kontaktierungselement verzichtet werden kann, ist die Verwendung der silberbasierender Pasten bei der erfindungsgemässen Schutzabdeckung möglich .

Alternativ sind die Metallbahnen als metallbasierende Pasten, beispielsweise kupferbasierende Pasten, ausgebildet , die auch als Metalllack bezeichnet und bei Raumtemperatur in viskoser Form mittels Siebdruck in der gewünschten Anordnung auf die Trägerfolie aufgebracht und thermisch gehärtet werden . Alternativ sind die elektrisch leitende Bahnen als leitfähige Pasten, beispielsweise carbonbasierende Pasten, ausgebildet , die auch als Carbonlack bezeichnet und bei Raumtemperatur in viskoser Form mittels Siebdruck in der gewünschten Anordnung auf die Trägerfolie aufgebracht und thermisch gehärtet werden .

Alternativ oder ergänzend sind Widerstandselemente sowie Elektroden auf einer Trägerfolie angeordnet . Die Elektroden verbinden die Widerstandselemente mit Anschlussstellen für den Anschluss einer Stromversorgung, sodass die Widerstandselemente mit Strom durchflossen werden können . Die Widerstandselemente stellen dabei einen elektrischen Widerstand dar, in denen Strom in Wärme umgewandelt wird, und in der vorliegenden Anwendung somit die gewünschte Wärmequelle bilden . Diese Widerstandselemente können beispielsweise PTC-Ef fekt (positiver vorzugsweise nichtlinearer Temperaturkoef fi zient des ohmschen Widerstandes ) aufweisen, wodurch eigenstabile Hei zelemente erzeugt werden können, die bei einer bestimmten Temperatur abregeln .

Vorzugsweise sind die elektrischen Kontakte auf einer den Anschlussstellen zugewandten Seite des zumindest einen Trägerelements über ein elektrisch leitfähiges Material mit den Anschlussstellen verbunden . Damit ist das zumindest eine Trägerelement mit der Anschlussstellen elektrisch kontaktiert und formstabil und temperaturbeständig verbunden .

Insbesondere ist das elektrisch leitfähige Material ein elektrisch leitfähiger Klebstof f . Das Kontaktierungselement wird vor dem Einlegen in das Spritzgusswerkzeug vorbereitet , indem das zumindest eine Trägerelement an die Anschlussstellen der Hei zelemente mit dem elektrisch leitfähigen Klebstof f angeklebt wird . Die Art der Verbindungserstellung zwischen dem zumindest einen Trägerelement und den Anschlussstellen hat sich als entscheidend erwiesen, da im Zuge des Spritzgussprozesses kurz zeitig hohe Temperaturen und hoher Druck auf die spritzgegossenen Teile wirken . Eine Klebeverbindung hat sich als ideal erwiesen, da sie über ausreichend Elasti zität verfügt um vor allem thermisch bedingte Relativbewegungen zwischen dem zumindest einen Trägerelement und den Anschlussstellen der Hei zelemente aufgrund unterschiedlicher Ausdehnungen aus zugleichen .

Insbesondere kann das zumindest eine Trägerelement aus mehreren strukturierten Metallelementen, z . B . Stanzteile , bestehen, die voneinander beabstandet sind und die einzeln mittels den elektrisch leitfähige Material mit den mehreren elektrischen Kontakten verbunden sind .

Bevorzugterweise sind die elektrischen Kontakte auf einer den Anschlussstellen abgewandten Seite des zumindest einen Trägerelements mit Kontaktpins elektrisch kontaktiert . Der Kunststof f-Formteil weist somit einen Steckverbinder mit Kontaktpins und einer Anschlussmanschette auf , in den ein entsprechender bzw . komplementär geformter Stecker für den Anschluss einer Stromversorgung einfach eingesteckt werden kann, wobei die Kontaktpins nicht nur die elektrische Kontaktierung bereitstellen, sondern zusätzlich der Steckverbindung eine mechanische Stabilität geben .

Vorzugsweise stehen die Kontaktpins von dem zumindest einen Trägerelement ab . Die Kontaktpins sind als Vorsprünge ausgebildet , welche von dem zumindest einem Trägerelement abstehen . Damit ist die Montage der Schutzabdeckung vereinfacht , da die Kontaktpins einfach in eine Öf fnung eines komplementären Steckers einführbar sind .

Insbesondere sind die Kontaktpins von der Anschlussmanschette umrahmt , sodass diese von der Anschlussmanschette zumindest vor mechanischen externen Beeinträchtigungen, wie Stössen, geschützt sind . Weiters können die Kontaktpins dadurch bei der Montage der Schutzabdeckung nicht verbogen werden .

Bevorzugterweise weist der Steckverbinder zumindest zwei , insbesondre drei , Kontaktpins auf . In Falle von zwei Kontaktpins , sind die Hei zelemente mit einer externen Stromversorgung kontaktierbar und die Schutzabdeckung ist hei zbar . Im Falle von zumindest drei Kontaktpins ist zumindest ein in der Schutzabdeckung angeordneter Sensor kontaktierbar und dessen Messdaten aus der Schutzabdeckung ableitbar . Es können auch mehr als drei Kontaktpins vorhanden sein, sodass mehrere in der Schutzabdeckung angeordnete Sensoren kontaktierbar und damit auslesbar sind .

Bevorzugterweise überragen die elektrischen Kontakte das zumindest eine Trägerelement an der den Anschlussstellen zugewandte Seite , sodass eine zuverlässige Kontaktierung der elektrischen Kontakte mit den Anschlussstellen gegeben ist . Insbesondere beim Herstellen der Schutzabdeckung mit dem Steckverbinder in einem Spritzgussverfahren, kann es aufgrund der hohen Drücke im Spritzgusswerkzeugs und dessen Masstoleranzen zu Verschiebungen der Komponenten Schutzabdeckung kommen . Derartige Verschiebungen beeinflussen somit die Kontaktierung der elektrischen Kontakte mit den Anschlussstellen nicht .

Vorzugsweise sind die elektrischen Kontakte in ihren Umfangsbereichen von einer Schutzschicht umrahmt . Die Schutzschicht dient bevorzugt als Abstandshalter zwischen dem zumindest einen Trägerelement und dem elektrisch leitfähigen Material bzw . den Anschlussstellen . Damit liegen das zumindest eine Trägerelement gross flächiger auf den Anschlussstellen auf , sodass eine verbesserte Herstellung des Steckverbinders in der Schutzabdeckung beim Spritzgiessen ermöglicht ist . Die Schutzschicht kann beispielsweise aus einem Schutzlack gefertigt sein, der auf das zumindest eine Trägerelement aufgedruckt werden kann .

Insbesondere entspricht die Schutzschicht in ihrer Dicke der dem zumindest einen Trägerelement überragenden Höhe der elektrischen Kontakte . Damit liegen das zumindest eine Trägerelement satt auf den Anschlussstellen auf , sodass eine verbesserte Herstellung des Steckverbinders in der Schutzabdeckung beim Spritzgiessen ermöglicht ist .

Die elektrischen Kontakte des zumindest einen Trägerelement , beispielsweise bei Platinen, sind in der Regel aus Kupfer gefertigt und queren das zumindest eine Trägerelement , wobei sie Bahnen und Felder auf den Oberflächen des zumindest einen Trägerelements bilden, die auf beiden Seiten des zumindest einen Trägerelements geringfügig überragen . Auf der den Anschlussstellen zugewandten Seite des zumindest einen Trägerelements kann sich dabei das Problem stellen, dass die vergleichsweise scharfkantigen Kupferkontakte die beispielsweise mit einer Silberpaste gedruckten Anschlussstellen während des Spritzgussvorganges durchtrennen oder beschädigen können . Daher wird vorzugsweise vorgeschlagen, dass die elektrischen Kontakte die den Anschlussstellen zugewandte Seite des zumindest einen Trägerelements überragen und in ihren Umfangsbereichen von einer Schutzschicht umrahmt sind, die in ihrer Dicke der das zumindest einen Trägerelement überragenden Höhe der elektrischen Kontakte entspricht .

Bevorzugterweise ist das zumindest eine Trägerelement auf dessen den Anschlussstellen abgewandten Seite mit einer Schicht eines das Spritzgiessen mit dem Kunststoff fördernden Haftvermittlers versehen . Die Verwendung eines Haftvermittlers ist im Spritzguss grundsätzlich bekannt . Im vorliegenden Fall fördert der Haftvermittler die Bindung zwischen dem zumindest einen Trägerelement und der Spritzgussmasse während des Spritzgussprozesses . Die Wahl des Haftvermittlers hängt dabei von dem verwendeten zumindest einen Trägerelement und vom verwendeten Kunststof f ab .

Vorzugsweise weist das die elektrischen Kontakte mit den Anschlussstellen verbindende elektrisch leitfähige Material eine anisotrope Leitfähigkeit auf . Die Anisotropie der Leitfähigkeit maximiert die Stromdichte des geleiteten Stromes in der für die Kontaktierung relevanten Richtung, nämlich in der des zumindest einen Trägerelements querenden, senkrechten Richtung zum zumindest einen Trägerelement , und kann entweder eine materialbedingte Eigenschaft des Materials sein, oder durch strukturierten Auftrag des Materials auf der den Anschlussstellen zugewandten Seite des zumindest einen Trägerelements erreicht werden .

Insbesondere weist das die elektrischen Kontakte mit den Anschlussstellen verbindende elektrisch leitfähigen Material eine anisotrope Leitfähigkeit mit einer in senkrechter Richtung zum zumindest einen Trägerelement maximalen Leitfähigkeit auf . Die Anisotropie des elektrisch leitfähigen Materials ist vor allem für Aus führungs formen vorteilhaft , bei denen die

Hei zelemente auf einer Trägerfolie angeordnet sind, und deren Anschlussstellen auf der Trägerfolie nebeneinander liegende Kontaktbereiche bilden . Beim Auftrag des elektrisch leitfähigen Materials auf die Kontaktbereiche könnte sich in diesem Fall die Gefahr eines Kurzschlusses ergeben, die durch die anisotrope Leitfähigkeit mit einer in senkrechter Richtung zum zumindest einen Trägerelement maximalen Leitfähigkeit verringert oder beseitigt wird .

Bevorzugterweise ist die anisotrope Leitfähigkeit eine materialbedingte Eigenschaft des elektrisch leitfähigen Materials . Handelt es sich bei der Anisotropie um eine materialbedingte Eigenschaft des elektrisch leitfähigen Materials , so kann das elektrisch leitfähige Material voll flächig auf die Kontaktbereiche aufgetragen werden, weil der Stromfluss zwischen zwei benachbarten Anschlussstellen, also parallel zum zumindest einen Trägerelement , materialbedingt ausgeschlossen ist .

Bevorzugterweise ist die anisotrope Leitfähigkeit durch strukturierten Auftrag des elektrisch leitfähigen Materials auf der den Anschlussstellen zugewandten Seite des zumindest einen Trägerelements bedingt . I st das elektrisch leitfähige Material in seiner elektrischen Leitfähigkeit nicht bereits materialbedingt anisotrop ausgeführt , so kann die anisotrope Leitfähigkeit auch durch strukturierten Auftrag des elektrisch leitfähigen Materials auf der den Anschlussstellen zugewandten Seite des zumindest einen Trägerelements erreicht werden, indem j ede Anschlussstelle über das elektrisch leitfähige Material mit dem ihr j eweils zugeordneten elektrischen Kontakt des zumindest einen Trägerelements verbunden ist , nicht aber mit den j eweils anderen Anschlussstellen .

Vorzugsweise sind die Hei zelemente auf einem weiteren, insbesondere flächigen, Trägerelement angeordnet . Die Hei zelemente sind für die Aus führung eines erfindungsgemäßen Formteils auf einem flächigen Träger angeordnet , beispielsweise auf der eingangs erwähnten Trägerfolie .

Insbesondere sind die Hei zelemente durch Siebdruck auf das weitere Trägerelement aufgebracht , sodass diese einfach herstellbar sind . Bevorzugterweise weist das zumindest eine Trägerelement in senkrechter Richtung zum zumindest einen Trägerelement verlaufende Durchbrüche auf . Diese Durchbrüche ermöglichen während des Spritzgussvorganges einen Durchtritt der Spritzgussmasse durch das zumindest eine Trägerelement und somit einen besseren Verbund mit der Trägerfolie der Hei zelemente .

Vorzugsweise ist zumindest ein Temperatursensor vorhanden, welcher auf dem zumindest einen Trägerelement angeordnet ist . Bei folienförmigen Hei zelementen werden mitunter Temperatursensoren verwendet , die auf der Trägerfolie angeordnet sind . Die Temperatursensoren (wie . z . B . SMD Bauteile ) zeichnen sich auf der Trägerfolie nach dem Spritzgussprozess durch Ausbuchtungen ab . Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das zumindest eine Trägerelement des Kontaktierungselements als Träger für Temperatursensoren verwendet werden, sodass auf deren Anordnung auf der Trägerfolie verzichtet werden kann . Die Temperatursensoren können aber auch auf die Trägerfolie gedruckt werden . Diese gedruckten Sensoren weisen eine deutlich geringere Dicke auf (<30pm) , wodurch Ausbuchtungen vermieden werden können .

Bevorzugt ist zumindest einer der Kontaktpins für den zumindest einen Temperatursensor vorgesehen . Insbesondere ist über diesen Kontaktpin das elektrische Signal des zumindest einen Temperatursensors abnehmbar . Für diesen Temperatursensor kann somit ein eigener Kontaktpin vorgesehen sein, über den das elektrische Signal des Temperatursensors abgenommen werden kann . Daher wird vorgeschlagen, dass der Steckverbinder zumindest drei Kontaktpins aufweist . Zwei Kontaktpins sind für die Stromversorgung des Hei zelements vorgesehen, und ein Kontaktpin beispielsweise für einen Temperatursensor .

Bevorzugterweise ist zumindest ein, insbesondere kapazitiv detektierender , Eissensor vorhanden, welcher auf zumindest einem der Hei zelemente angeordnet ist . Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das zumindest eine Trägerelement des Kontaktierungselements als Träger für den Eissensor verwendet werden, sodass auf deren Anordnung auf der Trägerfolie verzichtet werden kann . Der zumindest eine Eissensor detektiert lokal ein Unterschreiten des Gefrierpunktes der Phasenübergänge im Formteil . Bei mehreren Eissensoren kann das Detektieren des Unterschreitens des Gefrierpunkts örtlich an der Sensorabdeckung erfolgen . Die Eissensoren können aber auch auf die Trägerfolie gedruckt werden . Diese gedruckten Sensoren weisen eine deutlich geringere Dicke auf (<30pm) , wodurch Ausbuchtungen vermieden werden können .

Bevorzugt ist zumindest einer der Kontaktpins für den zumindest einen Eissensor vorgesehen . Insbesondere ist über diesen Kontaktpin das elektrische Signal des zumindest einen Eissensors abnehmbar . Ein weiterer Kontaktpin kann für einen Eissensor vorgesehen sein, der auf dem Hei zelement angeordnet ist .

Vorzugsweise ist zumindest ein elektrisches Bauteil aus der Gruppe der kapazitiven Sensoren, Drucksensoren, eine Lichtquelle oder eine elektrochrome Schicht vorhanden, und welches mit zumindest einem der Kontaktpins verbunden ist . In diesem Fall würde der Steckverbinder vier Kontaktpins aufweisen . Somit kann grundsätzlich eine beliebige Anzahl an Kontaktpins für eine beliebige Anzahl an Sensoren vorgesehen sein . Dies können z . B . kapazitive Sensoren, Drucksensoren etc . sein . Weiters können auch weitere aktive Elemente , wie z . B . Lichtquellen oder elektrochrome Schichten integriert werden .

Ein erfindungsgemässes Herstellverfahren zum Herstellen einer Schutzabdeckung, insbesondere eine hier vorliegend beschriebene Schutzabdeckung, umfasst zumindest die folgenden Schritte : a . Anordnen von elektrischen Kontakten auf zumindest einem Trägere lement ; b . Befestigen von Kontaktpins an den elektrischen Kontakten; c . Anordnen des zumindest einen Trägerelements an Anschlussstellen für Hei zelemente , welche an einem weiteren Trägerelement angeordnet sind, wobei zumindest ein Kontaktierungselement gebildet wird; d . Spritzgiessen des zumindest einen Kontaktierungselements mit Kunststof f in einem Werkzeug eines Spritzgussprozesses , wobei zumindest eine Anschlussmanschette mitgeformt wird, welche insbesondere die mehreren Kontaktpins umrahmt . Der Kunststof f-Formteil weist somit einen Steckverbinder mit einem Kontaktierungselement und einer Anschlussmanschette auf , in den ein entsprechender bzw . komplementär geformter Stecker für den Anschluss einer Stromversorgung einfach eingesteckt werden kann . Das Herstellen einer Lötverbindung kann beim Einbau der Kunststof f-Formteile daher entfallen, was den Montageaufwand der erfindungsgemäßen Schutzabdeckungen erleichtert . Die Anschlussmanschette ist am Kunststof f-Formteil angeformt und wird gleichzeitig mit dem Formteil im Spritzgussprozess hergestellt .

Vorzugsweise wir im Schritt a . eine Schutzschicht an einer Seite des zumindest einen Trägerelements um die elektrischen Kontakte aufgetragen . Die Schutzschicht dient bevorzugt als Abstandshalter zwischen dem zumindest einen Trägerelement und dem elektrisch leitfähigen Material bzw . den Anschlussstellen . Damit liegen das zumindest eine Trägerelement gross flächiger auf den Anschlussstellen auf , sodass eine verbesserte Herstellung des Steckverbinders in der Schutzabdeckung beim Spritzgiessen ermöglicht ist .

Bevorzugterweise wird im Schritt b . ein Haftvermittler an der Seite mit den Kontaktpins des zumindest einen Trägerelements aufgetragen . Im vorliegenden Fall fördert der Haftvermittler die Bindung zwischen dem zumindest einen Trägerelement und der Spritzgussmasse während des Spritzgussprozesses . Die Wahl des Haftvermittlers hängt dabei von dem verwendeten zumindest einen Trägerelement und vom verwendeten Kunststof f ab .

Vorzugsweise wird im Schritt c . das zumindest eine Trägerelement an die Anschlussstellen der Hei zelemente mithil fe eines elektrisch leitfähigen Materials befestigt . Insbesondere wird das zumindest eine Trägerelement an die Anschlussstellen der Hei zelemente mit mithil fe eines elektrisch leitfähigen Klebstof fes angeklebt . An der den Anschlussstellen abgewandten Seite des zumindest einen Trägerelements sind die Kontaktpins an dem zumindest einen Trägerelement befestigt und über die elektrischen Kontakte und den elektrisch leitfähigen Klebstof f mit den Anschlussstellen elektrisch und mechanisch verbunden . Das an die Anschlussstellen geklebte zumindest eine Trägerelement mit den Kontaktpins wird in das Werkzeug des Spritzgussprozesses gelegt und so mit dem Kunststof f spritzgegossen, dass das Hei zelement mit den Anschlussstellen und dem zumindest einen Trägerelement im Kunststof f eingebettet ist , die Kontaktpins aber an ihren freien Enden material frei bleiben und aus dem Formteil ragen . Dabei wird wie bereits erwähnt auch die Anschlussmanschette mitgeformt , die die frei liegenden Kontaktpins umrahmt . Gemeinsam mit der Anschlussmanschette kann über das Kontaktierungselement eine sichere Kontaktierung gewährleistet werden .

Eine erfindungsgemässe Verwendung der hier vorliegend beschriebenen Schutzabdeckung ist eine Erkennung von Beschlagbildung und/oder Schneehaftung an der Schutzabdeckung, oder ein Schutz vor Vereisung im Mobilitätsbereich und/oder als Innenraumbehei zung, insbesondere als Behei zung von Flüssigkeitstanks . Die vorliegende Schutzabdeckung kann auch zur Behei zung von Innenraumbauteilen aus Kunststof f im Mobilitätsbereich bzw . zur Behei zung von Tanks für Flüssigkeiten aller Art verwendet werden .

Der Formteil weist somit einen Steckverbinder mit Kontaktpins und Anschlussmanschette auf , in den ein entsprechend geformter Stecker für den Anschluss einer Stromversorgung einfach eingesteckt werden kann . Das Herstellen einer Lötverbindung kann beim Einbau der Formteile daher entfallen, was den Montageaufwand der erfindungsgemäßen Schutzabdeckungen erleichtert . Die Anschlussmanschette ist am Formteil angeformt und wird gleichzeitig mit dem Formteil im Spritzgussprozess hergestellt . Das Kontaktierungselement wird vor dem Einlegen in das Spritzgusswerkzeug vorbereitet , indem das zumindest eine Trägerelement an die Anschlussstellen der Hei zelemente mit einem elektrisch leitfähigen Material angeklebt wird . Die Art der Verbindungserstellung zwischen Trägerelement und Anschlussstelle hat sich als entscheidend erwiesen, da im Zuge des Spritzgussprozesses kurz zeitig hohe Temperaturen und hoher Druck auf die spritzgegossenen Teile wirken .

Weitere Vorteile , Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Aus führungsbeispiele der Erfindung beschrieben sind . Die Bezugs zeichenliste ist wie auch der technische Inhalt der Patentansprüche und Figuren Bestandteil der Of fenbarung . Die Figuren werden zusammenhängend und übergrei fend beschrieben . Gleiche Bezugs zeichen bedeuten gleiche Bauteile , Bezugs zeichen mit unterschiedlichen Indices geben funktionsgleiche oder ähnliche Bauteile an .

Mittels der nachfolgenden Figuren wird anhand von Aus führungsbeispielen die Erfindung näher erläutert . Die Bezugs zeichenliste ist Bestandteil der Of fenbarung .

Positionsangaben, wie "oben" , unten" , " rechts" oder " links" sind j eweils auf die entsprechenden Darstellungen bezogen und sind nicht als einschränkend zu verstehen .

Obwohl die Erfindung mittels der Figuren und der zugehörigen Beschreibung dargestellt und detailliert beschrieben ist , sind diese Darstellung und diese detaillierte Beschreibung illustrativ und beispielhaft zu verstehen und nicht als die Erfindung einschränkend . Es versteht sich, dass Fachleute Änderungen und Abwandlungen machen können, ohne den Umfang der folgenden Ansprüche zu verlassen . Insbesondere umfasst die Erfindung ebenfalls Aus führungs formen mit j eglicher Kombination von Merkmalen, die vorstehend zu verschiedenen Aspekten und/oder Aus führungs formen genannt oder gezeigt sind .

Die Erfindung umfasst ebenfalls einzelne Merkmale in den Figuren, auch wenn sie dort im Zusammenhang mit anderen Merkmalen gezeigt sind und/oder vorstehend nicht genannt sind . Im Weiteren schliesst der Ausdruck "umfassen" und Ableitungen davon andere Elemente oder Schritte nicht aus . Ebenfalls schliesst der unbestimmte Artikel "ein" beziehungsweise " eine" und Ableitungen davon eine Viel zahl nicht aus . Die Funktionen mehrerer in den Ansprüchen aufgeführter Merkmale können durch eine Einheit erfüllt sein . Die Begri f fe " im Wesentlichen" , " etwa" , "ungefähr" und dergleichen in Verbindung mit einer Eigenschaft beziehungsweise einem Wert definieren insbesondere auch genau die Eigenschaft beziehungsweise genau den Wert . Alle Bezugs zeichen in den Ansprüchen sind nicht als den Umfang der Ansprüche einschränkend zu verstehen . Die Erfindung wird in weiterer Folge anhand von Aus führungsbeispielen mithil fe der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert . Es zeigen hierbei die

Fig . 1 eine perspektivische Darstellung einer Aus führungs form eines erfindungsgemäßen Formteils ,

Fig . 2 eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines ersten Herstellungsschrittes für das Kontaktierungselement , bei dem insbesondere ein Schutzlack auf die den Anschlussstellen zugewandte Seite der Platine aufgetragen wird,

Fig . 3 eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines weiteren Herstellungsschrittes für das Kontaktierungselement , bei dem Kontaktpins auf der den Anschlussstellen abgewandten Seite der Platine befestigt werden und ein Haftvermittler auf diese Seite aufgebracht wird,

Fig . 4 eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines weiteren Herstellungsschrittes für das Kontaktierungselement , bei dem die Platine an die Anschlussstellen der Hei zelemente angeklebt wird,

Fig . 5 eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines abschließenden Herstellungsschrittes für das Kontaktierungselement , bei dem das Kontaktierungselement unter Formung der Anschlussmanschette mit Kunststof f umspritzt wird, und die , und

Fig . 6 eine Ansicht der Platine von oben gesehen .

Zunächst wird auf die Fig . 1 Bezug genommen, die eine Aus führungs form eines erfindungsgemäßen Formteils mit darin eingebetteten Hei zelementen 1 zeigt, die strichliert eingezeichnet sind . Die Hei zelemente 1 sind im gezeigten Aus führungsbeispiel auf einem flächigen Träger 2 ( siehe Fig . 4 und 5 ) angeordnet und durch Siebdruck auf dem flächigen Träger 2 aufgebracht . Die Hei zelemente 1 sind beispielsweise aus einer erhärteten, silberbasierenden Paste gefertigt , die in viskoser Form mittels Siebdruck mit dem gewünschten Verlauf bahnenförmig auf die Trägerfolie aufgebracht und thermisch ausgehärtet wird . Die bahnenförmigen Hei zelemente 1 münden in Anschlussstellen 3 ( siehe Fig . 4 und 5 ) für den Anschluss einer Stromversorgung, sodass die Hei zelemente 1 mit Strom durchflossen werden können . Die Hei zelemente 1 stellen dabei einen elektrischen Widerstand dar, in denen Strom in Wärme umgewandelt wird, und in der vorliegenden Anwendung somit die gewünschte Wärmequelle bilden .

Für den Anschluss einer Stromversorgung ist der Formteil mit einem Steckverbinder gefertigt , der Kontaktpins 4 und eine Anschlussmanschette 5 aufweist . In diesen Steckverbinder kann ein entsprechend geformter Stecker für den Anschluss einer Stromversorgung einfach eingesteckt werden, wobei die Kontaktpins 4 Teil eines Kontaktierungselements sind, das noch näher beschrieben wird . Das Herstellen einer Lötverbindung kann beim Einbau der Formteile daher entfallen, was den Montageaufwand der erfindungsgemäßen Formteile erleichtert . Die Anschlussmanschette 5 ist am Formteil angeformt und wird gleichzeitig mit dem Formteil im Spritzgussprozess hergestellt , wie in weiterer Folge erläutert wird .

Das Kontaktierungselement wird vor dem Einlegen in das Spritzgusswerkzeug vorbereitet , wie anhand der Fig . 2 bis 4 gezeigt wird . Die Fig . 2 zeigt hierfür eine schematische Ansicht eines ersten Herstellungsschrittes des Herstellverfahrens für das Kontaktierungselement , wobei zunächst eine Platine 6 mit elektrischen Kontakten 8 ersichtlich ist , wie in Fig . 7 schematisch gezeigt . Die Platine 6 ist in herkömmlicher Weise aus FR4 oder als flexible Platine aus Polyimid oder PET gefertigt und wird von den elektrischen Kontakten 8 gequert ( „durchkontaktiert" ) . Die elektrischen Kontakte 8 der Platine 6 sind in der Regel aus Kupfer gefertigt und bilden Bahnen und Felder auf den Oberflächen der Platine 6 , die die Platine 6 auf ihren beiden Seiten geringfügig überragen . Auf der den späteren Anschlussstellen 3 zugewandten Seite der Platine 6 - in der Fig . 2 die untere Seite der Platine 6 - ist eine Schutzschicht 7 aus einem Schutzlack aufgetragen, beispielsweise aufgedruckt , die in ihrer Dicke der die Platine 6 überragenden Höhe der elektrischen Kontakte 8 ungefähr entspricht . Die Schutzschicht 7 schützt die in der Regel ebenfalls auf gedruckten Anschlussstellen 3 vor Beschädigungen durch die vergleichsweise scharfkantigen Kupferkontakte während des Spritzgussvorganges . Fig . 3 zeigt eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines weiteren Herstellungsschrittes für das Kontaktierungselement , bei dem Kontaktpins 4 auf der den Anschlussstellen 3 abgewandten Seite der Platine 6 befestigt werden und ein Haftvermittler auf diese Seite aufgebracht wird . Die Kontaktpins 4 werden an die elektrischen Kontakte 8 beispielsweise angelötet . Im gezeigten Aus führungsbeispiel weist der Steckverbinder vier Kontaktpins 4 auf . Zwei dieser Kontaktpins 4 sind für die Stromversorgung des Hei zelements 1 vorgesehen, ein weiterer Kontaktpin 4 beispielsweise für einen Temperatursensor und ein weiterer Kontaktpin 4 beispielsweise für einen Eissensor . Der Haftvermittler fördert die Bindung zwischen der Platine 6 und der Spritzgussmasse während des Spritzgussprozesses . Die Wahl des Haftvermittlers 9 hängt dabei von der verwendeten Platine 6 und vom verwendeten Kunststof f ab .

Fig . 4 zeigt eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines weiteren Herstellungsschrittes für das Kontaktierungselement , bei dem die Platine 6 an die Anschlussstellen 3 der Hei zelemente 1 mithil fe eines elektrisch leitfähigen Klebstof fes 10 angeklebt wird . Die Art der Verbindungserstellung zwischen Platine 6 und Anschlussstellen 3 der Hei zelemente 1 hat sich als entscheidend erwiesen, da im Zuge des Spritzgussprozesses kurz zeitig hohe Temperaturen und hoher Druck auf die umspritzten Teile wirken . Eine Klebeverbindung hat sich als ideal erwiesen, da sie über ausreichend Elasti zität verfügt um vor allem thermisch bedingte Relativbewegungen zwischen Platine 6 und den Anschlussstellen 3 der Hei zelemente 1 aufgrund unterschiedlicher Ausdehnungen aus zugleichen . An der den Anschlussstellen 3 abgewandten Seite der Platine 6 sind die Kontaktpins 4 an der Platine 6 befestigt und über die elektrischen Kontakte 8 und den elektrisch leitfähigen Klebstof f 10 mit den Anschlussstellen 3 elektrisch und mechanisch verbunden .

Hinsichtlich des Klebstof fes 10 für die Anschlussstellen 3 wird vorgeschlagen, dass der die elektrischen Kontakte 8 mit den Anschlussstellen 3 verbindende Klebstof f 10 eine anisotrope Leitfähigkeit mit einer in senkrechter Richtung zur Platine 6 maximalen Leitfähigkeit aufweist . Die Anisotropie der Leitfähigkeit maximiert die Stromdichte des geleiteten Stromes in der für die Kontaktierung relevanten Richtung, nämlich in der die Platine 6 querenden, senkrechten Richtung zur Platine 6 , und kann entweder eine materialbedingte Eigenschaft des Klebstof fs 10 sein, oder durch strukturierten Auftrag des Klebstof fs 10 auf der den Anschlussstellen 3 zugewandten Seite der Platine 6 erreicht werden, wie bereits ausgeführt wurde .

Die an die Anschlussstellen 3 geklebte Platine 6 mit den Kontaktpins 4 wird in weiterer Folge in das Werkzeug des Spritzgussprozesses gelegt und so mit Kunststof f 11 umspritzt , dass das Hei zelement 1 mit den Anschlussstellen 3 und der Platine 6 im Kunststof f 11 eingebettet ist , die Kontaktpins 4 aber zumindest teilweise material frei bleiben und mit ihren freien Enden aus dem Formteil ragen ( siehe Fig . 5 ) . Dabei wird wie bereits erwähnt auch die Anschlussmanschette 5 mitgeformt , die die frei liegenden Kontaktpins 4 umrahmt . Gemeinsam mit der Anschlussmanschette 5 kann über das Kontaktierungselement eine sichere Kontaktierung gewährleistet werden . Wie in der Fig . 6 ersichtlich ist , weist die Platine 6 in senkrechter Richtung zur Platine 6 verlaufende Durchbrüche 12 auf . Diese Durchbrüche 12 ermöglichen während des Spritzgussvorganges einen Durchtritt der Spritzgussmasse durch die Platine 6 und somit einen besseren Verbund mit dem flächigen Träger 2 der Hei zelemente 1 .

Bei flächenförmig angeordneten Hei zelementen 1 werden mitunter Temperatursensoren verwendet , die auf dem flächigen Träger 2 angeordnet sind . Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Platine 6 des Kontaktierungselements als Trägerin für Temperatursensoren verwendet werden, sodass auf deren Anordnung auf dem flächigen Träger 2 verzichtet werden kann . Eine vorteilhafte Platzierung eines Temperatursensors oder eines anderen SMD ( surface mounted device ) -Bauteils ist in der Fig . 6 durch den eingekreisten Bereich angedeutet , wo sich durch entsprechende Aus führung der elektrischen Kontakte 8 die Kontaktbereiche zweier elektrischer Kontakte 8 stark annähern, nämlich j enem für die Masse , der in der Fig . 6 der linke äußere Kontakt 8 ist , sowie einem Kontaktpin 4 für den Temperatursensor, der in der Fig . 6 dem linken inneren Kontakt 8 zugeordnet ist . Der in der Fig . 6 rechte innere Kontakt 8 könnte beispielsweise für den Kontaktpin 4 eines Eissensors vorgesehen sein . Der in der Fig . 6 gezeigte rechte äußere Kontakt 8 wäre im gezeigten Aus führungsbeispiel für den Pluspol der Stromversorgung vorgesehen .

Der Formteil weist somit einen Steckverbinder mit Kontaktpins 4 und Anschlussmanschette 5 auf . In diesen Steckverbinder kann ein entsprechend geformter Stecker für den Anschluss einer Stromversorgung einfach eingesteckt werden . Das Herstellen einer Lötverbindung kann beim Einbau der Formteile daher entfallen, was den Montageaufwand der erfindungsgemäßen Formteile erleichtert . Die Anschlussmanschette 5 ist am Formteil angeformt und wird gleichzeitig mit dem Formteil im Spritzgussprozess hergestellt . Mithil fe der Erfindung werden somit Kunststof f- Formteile bereitgestellt , die einfacher montierbar sind und eine bessere Kontaktierung ermöglichen .

Das anhand der Fig . 2 bis 5 of fenbarte Herstellverfahren zum Herstellen der Schutzabdeckung umfasst im allgemeinen folgenden Schritte umfasst : a . Anordnen von elektrischen Kontakten 8 auf zumindest einem Trägerelement 6 ; b . Befestigen von Kontaktpins 4 an den elektrischen Kontakten 8 ; c . Anordnen des zumindest einen Trägerelements 6 an Anschlussstellen 3 für Hei zelemente 1 , welche an einem weiteren Trägerelement 2 angeordnet sind, wobei zumindest ein Kontaktierungselement gebildet wird; d . Spritzgiessen des zumindest einen Kontaktierungselements mit Kunststof f in einem Werkzeug eines Spritzgussprozesses , wobei zumindest eine Anschlussmanschette 5 mitgeformt wird, welche die mehreren Kontaktpins 4 umrahmt . Bezugszeichenliste

1 Hei zelemente

2 flächiger Träger / weiteres Trägerelement

3 Anschlussstellen

4 Kontaktpins

5 Anschlussmanschette

6 Trägerelement / Platine

7 Schutzschicht

8 Elektrische Kontakte

9 Haftvermittler

10 Elektrisch leitfähiges Material/Klebstof f

11 Kunststof f

12 Durchbrüche